曾宇駿，徐昕，方強(qiáng)

（國防科技大學(xué) 智能科學(xué)學(xué)院，湖南 長沙 410073）

引言

本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)是高校本科教育的基礎(chǔ)性工程，是本科教育必不可少的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)和造就高層次創(chuàng)新型人才的土壤地基，也是高等院校加強(qiáng)本科學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)、走內(nèi)涵式發(fā)展道路的客觀要求。現(xiàn)階段本科學(xué)生課程學(xué)習(xí)已呈現(xiàn)新特點(diǎn)，而本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)還存在諸多問題。例如，教學(xué)空間單一、教學(xué)內(nèi)容抽象乏味、教學(xué)效率不高，課程評價模式仍以考試考核為主，從而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)“重結(jié)果、輕過程”“重期末考試分?jǐn)?shù)、輕日常學(xué)習(xí)積累”；本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程逐漸流于形式，課程內(nèi)容大同小異，甚至出現(xiàn)“雞肋式”發(fā)展。究其原因，除課程建設(shè)理念落后、課程建設(shè)投入不足之外，高等院校中教學(xué)與科研發(fā)展的不平衡也是極其重要的影響因素。如何有效創(chuàng)新本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)，提升本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程教學(xué)質(zhì)量，是擺在廣大教育改革工作者面前的現(xiàn)實(shí)問題。

一、國內(nèi)外本科基礎(chǔ)理論課程建設(shè)研究現(xiàn)狀

在國際上，美國卡內(nèi)基教學(xué)促進(jìn)會分別在1998年和2001年發(fā)布的兩份高等院校本科教育報告（即《重塑本科教育：美國研究型大學(xué)發(fā)展藍(lán)圖》和《重塑本科教育：博耶報告三年回顧》）提出，要在教學(xué)理念、教學(xué)手段、教學(xué)體系等多個層面重塑美國本科教育［1］?！端固垢４髮W(xué)本科教育研究報告》（2012年）和《斯坦福大學(xué)2025計劃》中均強(qiáng)調(diào)，新一輪的本科教育改革的關(guān)注點(diǎn)不應(yīng)僅僅指向大學(xué)應(yīng)該教什么，也要關(guān)注大學(xué)應(yīng)該怎么教，同時要關(guān)注學(xué)生應(yīng)該怎么學(xué)、學(xué)得怎么樣［2］。麻省理工學(xué)院校長在《麻省理工學(xué)院教育的未來》和《高等教育改革的催化劑》等報告中說：“我們必須打造以學(xué)生為中心的教育，單個的變革主體是不夠的，必須讓全體教師、大學(xué)的高級管理層、學(xué)科和專業(yè)負(fù)責(zé)人、科研團(tuán)隊都參與進(jìn)來?！保?］

在國內(nèi)，黨的十九大以來，我國高等教育進(jìn)入新時代。全面振興本科教育、建設(shè)世界一流本科是我國新時代高等教育的戰(zhàn)略選擇。我國教育部在新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議上，對本科教育提出“三大紀(jì)律、八項注意”，強(qiáng)調(diào)“以本為本、四個回歸”［4］。由此可見，必須突出學(xué)生的主體地位，以學(xué)生為中心改革創(chuàng)新教學(xué)理念和教學(xué)育人機(jī)制，以學(xué)生最現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)就業(yè)應(yīng)用需求為指導(dǎo)，探索和研究應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)。

國內(nèi)外高等院校的教學(xué)團(tuán)隊就如何高效開展本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)、提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果和能力素質(zhì)，紛紛進(jìn)行了專項研究與實(shí)踐探索。如德國應(yīng)用科學(xué)大學(xué)研究提出現(xiàn)場教學(xué)法，將課堂上的基礎(chǔ)技術(shù)理論講授與實(shí)驗室、實(shí)習(xí)基地相融合［5］；英國杜倫大學(xué)與當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)建立合作，對于其所開設(shè)的工科技術(shù)理論課程直接安排學(xué)生在企業(yè)環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在我國，教育部啟動實(shí)施“六卓越一拔尖”計劃2.0，先后出臺多項政策，支持和引導(dǎo)高校與企業(yè)深度合作，通過聯(lián)合辦學(xué)、創(chuàng)立校企合作基地等形式，開展協(xié)同培養(yǎng)、共同育人。在本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程教學(xué)上，國內(nèi)高校多采用案例教學(xué)法，但所采用的案例常常與學(xué)生現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)和未來就業(yè)需求存在差距，雖然在一定程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，但往往只能達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的中等層次。

除此之外，國內(nèi)高校對本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程的投入還不夠到位，存在“重科研、輕教學(xué)”的現(xiàn)象，教學(xué)與科研彼此相對獨(dú)立，甚至相互脫離，院校自身的科研成果特色沒有很好地融入相關(guān)的本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)工作，從而造成基礎(chǔ)技術(shù)理論課程逐漸成為“無本之木”“空中樓閣”，課程建設(shè)針對性不強(qiáng)、特色不明顯，欠缺科學(xué)性、靈活性及人性化，因而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低落、學(xué)習(xí)結(jié)果收效甚微。

二、應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)模式

具體以筆者所在單位擬將建設(shè)的“無人駕駛技術(shù)概論”本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程為例，其教學(xué)目標(biāo)是通過該課程，使學(xué)生能夠?qū)νㄓ梅椒ǖ木唧w應(yīng)用有所了解，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。無人駕駛涉及多學(xué)科領(lǐng)域交叉，是當(dāng)今社會和科技發(fā)展的潮流熱點(diǎn)，是當(dāng)前人工智能相關(guān)本科專業(yè)學(xué)生的重點(diǎn)關(guān)切問題，也是筆者所在單位科研工作的亮點(diǎn)特色。

當(dāng)前，國內(nèi)外高校、企業(yè)都紛紛加入無人駕駛相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)理論課程的建設(shè)隊伍當(dāng)中。美國麻省理工學(xué)院、加拿大多倫多大學(xué)等相繼開設(shè)“無人/自動駕駛”專項課程，通過本地課堂講授、MOOC課、微課等形式向全球用戶開放，但其教學(xué)內(nèi)容體系欠缺特色，在課程內(nèi)容設(shè)置上更加側(cè)重?zé)o人駕駛研究本身領(lǐng)域發(fā)展趨勢，而非考慮課程學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)應(yīng)用實(shí)踐需求；在課程教學(xué)過程中以課堂講授+典型案例仿真實(shí)驗為主，教學(xué)效果仍然相對受限。鑒于此，中國百度先后聯(lián)合Udacity和北京大學(xué)，依托其自身的Apollo自動駕駛汽車項目，開設(shè)了國內(nèi)首個落地高校并含學(xué)分的“無人/自動駕駛”系列課程，已幫助全球97個國家約9000名學(xué)生（其中37%為海外學(xué)生）入門自動駕駛與Apollo開源平臺。百度“自動駕駛”課程作為面向大眾的專業(yè)技術(shù)入門課程，其成功經(jīng)驗恰恰為基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)應(yīng)用驅(qū)動化提供了良好印證，研究和探索應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)勢在必行。

與傳統(tǒng)的本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程不同，應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程的目標(biāo)是以學(xué)生最為關(guān)切的社會業(yè)界應(yīng)用實(shí)例為牽引組織課程教學(xué)內(nèi)容，一方面，從學(xué)生將來的崗位應(yīng)用需求出發(fā)，解決學(xué)生自身與企業(yè)單位最為迫切的技術(shù)培養(yǎng)問題；另一方面，期望突破傳統(tǒng)的理論教授模式，將知識理論與具體的項目課題相結(jié)合，提升教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性，同時進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而有效促進(jìn)學(xué)生的基礎(chǔ)知識理論學(xué)習(xí)向?qū)嵺`應(yīng)用技能掌握的轉(zhuǎn)化效率。應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)，應(yīng)堅持“以研導(dǎo)教、以教促研”和“以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和滿足學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用訴求為牽引”的指導(dǎo)思想。以“無人駕駛技術(shù)概論”人工智能本科專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)理論課為例，課程內(nèi)容應(yīng)圍繞無人駕駛技術(shù)的基本原理、核心知識與技能，滿足現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需求和學(xué)生的學(xué)習(xí)訴求。具體來說，體現(xiàn)在以下三個方面。

一是在教材教案設(shè)計上堅持問題導(dǎo)向。要打破傳統(tǒng)經(jīng)典知識體系的條塊分割，以學(xué)生學(xué)習(xí)需求為指導(dǎo)依據(jù)，用實(shí)際應(yīng)用問題驅(qū)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)，通過提出現(xiàn)實(shí)問題、啟發(fā)分析思路、引導(dǎo)構(gòu)建模型、討論求解算法、反思問題求解成果等方法，促使學(xué)生完成問題發(fā)現(xiàn)、問題分析、問題求解、問題質(zhì)疑的閉環(huán)過程，加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)理論知識的理解與應(yīng)用。

以筆者擬將承擔(dān)的“無人駕駛技術(shù)概論”人工智能本科專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)理論課為例，教材教案的設(shè)計思路主要體現(xiàn)為：選取代表性技術(shù)問題作為教材章節(jié)內(nèi)容安排的脈絡(luò)牽引，每個章節(jié)對應(yīng)無人駕駛應(yīng)用中的一個模塊化項目，分別涉及無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)中的感知、規(guī)劃、決策、控制及車聯(lián)網(wǎng)等；以感知技術(shù)為例，選取復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)行為跟蹤預(yù)測作為代表性問題，組織串聯(lián)其中所包含的系列相關(guān)無人駕駛環(huán)境感知技術(shù)知識內(nèi)容，如傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)、特征選擇與提取技術(shù)、目標(biāo)檢測識別技術(shù)等；最終各個章節(jié)的模塊化項目，可進(jìn)一步形成一個更為完整的無人駕駛技術(shù)綜合項目體系，為學(xué)生將來的崗位應(yīng)用打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

二是在課程教學(xué)實(shí)施上遵循項目引導(dǎo)。主要體現(xiàn)在兩個方面：一是教學(xué)方式要從傳統(tǒng)的系統(tǒng)化講授向項目課題牽引的技術(shù)研討轉(zhuǎn)變；二是教學(xué)內(nèi)容選取要從實(shí)際開展的工程項目著眼入手，做到課堂教學(xué)從課題項目中來，到課題項目中去，一個教學(xué)班同時也是一個課題研究團(tuán)隊?？梢酝ㄟ^抽取相應(yīng)教學(xué)科研團(tuán)隊現(xiàn)有的研究課題或引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新研究項目，在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上項目化、在教學(xué)實(shí)施過程上科研化，逐步引導(dǎo)學(xué)生完成問題提出、項目界定、團(tuán)隊組建、項目分析與分解、項目方案實(shí)施及項目答辯等環(huán)節(jié)，使其在課程學(xué)習(xí)的過程中不僅能夠深刻學(xué)習(xí)消化基礎(chǔ)技術(shù)理論要點(diǎn)，同時鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊合作及解決現(xiàn)實(shí)問題等方面的能力。具體來說，就是要突出學(xué)生主體、教師主導(dǎo)，教師主要擔(dān)任“領(lǐng)進(jìn)門”的角色，不斷總結(jié)自身所在科研團(tuán)隊項目攻關(guān)過程中所面臨的實(shí)際問題及最新研究成果與課程教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系，以當(dāng)下問題需求作為相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，更要突出學(xué)生“修行在個人”的成分比例，將課程講授分解為項目主題的模塊子任務(wù)，讓學(xué)生在知識內(nèi)容學(xué)習(xí)的同時錘煉主動思考、組織協(xié)作、動手實(shí)踐的能力。由此，真正做到教學(xué)科研并重，科研項目進(jìn)課堂，二者不斷相互滲透、相互促進(jìn)。

三是在考核評價方式上向能力產(chǎn)出傾斜?？己嗽u價是對學(xué)生課程學(xué)習(xí)的一個牽引性指標(biāo)，與最終學(xué)生學(xué)習(xí)成果的好壞息息相關(guān)。特別是對于應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程，更加需要解決學(xué)生的課程理論學(xué)習(xí)向?qū)嵺`動手能力產(chǎn)出轉(zhuǎn)化的問題。在當(dāng)前較為主流的終結(jié)性考核與形成性考核相結(jié)合的基礎(chǔ)上，應(yīng)更加突出能力成果產(chǎn)出的比重，調(diào)整考核的具體形式，避免學(xué)生機(jī)械性理解、記憶式應(yīng)考?？蓢L試創(chuàng)新豐富具體的考核形式，如加大高階思維式、崗位應(yīng)用技能相關(guān)的綜合式等考核內(nèi)容的比重，逐漸弱化諸如卷面考試、書面習(xí)題式課后作業(yè)等傳統(tǒng)形式，以形成可轉(zhuǎn)化的科研技術(shù)成果——如專利、論文、學(xué)科競賽獎勵等——為目標(biāo)，安排和設(shè)置相關(guān)的考核內(nèi)容形式及任務(wù)分配，從而與教案教材的問題導(dǎo)向性及教學(xué)實(shí)施的項目引導(dǎo)性形成一個完整的教學(xué)閉環(huán)，三者相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)，形成全方位、全過程、立體式的有機(jī)整體，在明確學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力的同時，能夠有效助力科研創(chuàng)新，形成相應(yīng)的實(shí)際成果。簡而言之，即對于課程考核，應(yīng)堅持理論聯(lián)系實(shí)際、理論面向?qū)嶋H、理論轉(zhuǎn)化實(shí)際的原則，學(xué)生崗位任職應(yīng)具備什么能力，就應(yīng)重點(diǎn)考查什么能力，考核形式就應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和傾斜，從而確保學(xué)生對于基礎(chǔ)技術(shù)理論課程的學(xué)習(xí)不僅僅停留在熟悉和掌握基本概念、理論和原理的層面，而更加在于有效提升知識轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的效率。

結(jié)語

大學(xué)本科教育如何培養(yǎng)高質(zhì)量與高效率兼顧的人才，縮短甚至消除學(xué)生從課程學(xué)習(xí)到崗位能力應(yīng)用之間的差距，是當(dāng)前本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注的問題。越是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)理論課，越需要關(guān)注課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用之間的相互關(guān)系和聯(lián)系轉(zhuǎn)化規(guī)律，從而探索有效的改革思路與途徑，促進(jìn)理論課程教學(xué)實(shí)踐化、實(shí)用化，進(jìn)而達(dá)到技能養(yǎng)成、能力產(chǎn)出、素質(zhì)構(gòu)建等目標(biāo)。對此，本文通過探索應(yīng)用驅(qū)動型本科基礎(chǔ)技術(shù)理論課程建設(shè)模式，提出了一定的可行思路建議，以期最終促使學(xué)生不僅知其然、知其所以然，更能學(xué)以致用、所學(xué)即所用。